Устойчивость экосистем

Экосистемы представляют из себя динамически устойчивые образования. Это означает, что с одной стороны, в них постоянно осуществляются процессы изменения (меняется структура, численность и биомасса популяций, происходят замещения одних популяций другими и пр.), тогда как с другой стороны, они существуют без видимого изменения в течение длительного времени, т.е. являются устойчивыми и неподвижными.

Динамически-устойчивое состояние природных экосистем во времени и пространстве представляет собой интегральный результат двух разнонаправленных процессов – гомеостаза и сукцессии.

Гомеостаз: (от греч. подобный, одинаковый + неподвижность) – это состояние внутреннего динамического равновесия природной системы, поддерживаемое регулярным возобновлением ее основных структур, вещественно-энергетического состава и постоянной функциональной саморегуляцией ее компонентов.

Гомеостаз обеспечивается механизмами так называемой обратной связи, принцип которой теоретически заключается в обратном воздействии результатов процесса на его протекание, т.е. на его характер, или, иначе, в воздействии управляемого процесса на управляющий орган (компонент).

Различают положительную и отрицательную обратные связи. Если результаты процесса усиливают его, то обратная связь является положительной; если ослабляют его действие, то имеет место отрицательная обратная связь. Таким образом, отрицательная обратная связь стабилизирует протекание процесса, внося соответствующие коррективы в его управление.

Существование систем регулирования с обратной связью прослеживаются на всех уровнях организации живого – от молекулярного до популяционного и экосистемного. Классическим примером является система хищник – жертва. Управляющий компонент здесь жертва, управляемый – это хищник.

Увеличение численности жертвы (управляющий компонент) способствует усиленному размножению хищников, а рост численности

последних (управляемый компонент), напротив, - снижению численности жертв. В первом случае это будет положительная обратная связь, во втором – отрицательная обратная связь (рис. 2.8.).

Только в результате такой регуляции численность хищника и жертвы будет удерживаться на определенном оптимальном уровне, т.е. система будет оставаться устойчивой, стабильной.

Гомеостаз не есть нечто застывшее, неподвижное. Напротив, это состояние подвижного равновесия экосистемы, в которой постоянно идут процессы, меняющие ее во времени и пространстве, так называемые процессы сукцессии.

Сукцессия (от латинского преемственность) – это последовательная смена биоценозов, преемственно возникающих на одной и той же территории в результате влияния природных факторов (в том числе внутренних противоречий развития самих биоценозов) или под воздействием человека.

Пример сукцессии – восстановление экосистемы хвойного леса после вырубки, которое проходит в соответствии со строго последовательной сменой разных фаз: первая - травянистая растительность; вторая – светолюбивые лиственные породы деревьев и кустарников; третья – тенелюбивые хвойные породы.

Конечным результатом сукцессии являются более медленно развивающиеся климаксовые или узловые сообщества. Как правило, каждая природная экосистема стремится к достижению этого состояния.